(57)【要約】【課題】制御装置の演算負荷を増大させることなく車両駆動ユニットの各種機能に関する要求を適切に実現できる車両駆動ユニットの制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関を含む車両駆動ユニットの機能に関する要求を車両駆動ユニットの動作に関わる複数のアクチュエータ４２、４４、４６の協調制御により実現する車両駆動ユニットの制御装置であって、要求に基づいて、内燃機関の出力に最適な燃焼速度に対する燃焼遅れ相当の制御パラメータである筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘを算出するとともに、その筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘを用いて複数のアクチュエータ４２、４４、４６のうち少なくとも１つのアクチュエータ４４の制御量を設定する。【選択図】図１
2010190196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を含む車両駆動ユニットの機能に関する要求を前記車両駆動ユニットの動作に関わる複数のアクチュエータの協調制御により実現する車両駆動ユニットの制御装置であって、
前記要求に基づいて、前記内燃機関の出力に最適な燃焼速度に対する燃焼遅れ相当の制御パラメータを算出するとともに、該制御パラメータを用いて前記複数のアクチュエータのうち少なくとも１つのアクチュエータの制御量を設定することを特徴とする車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項２】
内燃機関を含む車両駆動ユニットの機能に関する要求を前記車両駆動ユニットの動作に関わる複数のアクチュエータの協調制御により実現する車両駆動ユニットの制御装置であって、
要求発生階層と、前記要求発生階層より下位に位置付けられる調停階層と、前記調停階層より下位に位置付けられる制御量設定階層とからなり、上位の階層から下位の階層へと一方向に信号が伝達される階層型の制御構造を有し、
前記要求発生階層には、前記車両駆動ユニットの各種の機能に関する要求を出力する複数の要求出力要素が設けられ、
前記調停階層には、予め定められた分類毎に前記要求発生階層からの要求を予め定められた規則に従って調停する分類毎の調停要素が設けられ、前記分類毎の調停要素が、前記複数の要求出力要素から出力された要求のうち担当する分類の要求を予め設定された複数の物理量のうち該分類に対応するいずれか１つの物理量で表現される要求値に調停するよう構成され、
前記制御量設定階層には、前記調停階層にて前記分類毎に調停された前記要求値を相互の関係に基づいて調整する調整部と、前記調整部で調整された調整後の要求値に基づいて前記複数のアクチュエータのそれぞれの制御量を演算する複数の制御量演算要素と、が設けられ、
前記複数の制御量演算要素のうち少なくとも１つの制御量演算要素が、前記内燃機関の出力に最適な燃焼速度に対する燃焼遅れ相当の制御パラメータを算出するとともに、該制御パラメータを用いて前記複数のアクチュエータのうち少なくとも１つのアクチュエータの制御量を演算することを特徴とする車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記内燃機関の点火時期を制御することを特徴とする請求項２に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項４】
前記複数の物理量が、前記内燃機関の目標効率を含むことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項５】
前記複数の物理量が、さらに前記内燃機関の目標トルクおよび目標空燃比を含むことを特徴とする請求項４に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記内燃機関の点火時期を制御するとともに、前記複数の物理量が、前記内燃機関の目標効率、目標トルクおよび目標空燃比を含み、
前記少なくとも１つの制御量演算要素が、前記調停階層で調停された要求値の１つである前記内燃機関の目標効率に対応する前記燃焼遅れ相当の制御パラメータを特定することができる第１のマップと、前記燃焼遅れ相当の制御パラメータ、前記目標トルクおよび前記目標空燃比に基づいて前記内燃機関の点火時期を特定することができる第２のマップと、を有していることを特徴とする請求項２に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項７】
前記第２のマップは、前記内燃機関の基本回転数において目標トルクを実現するためのベース点火時期を、前記燃焼遅れ相当の制御パラメータと基本回転数におけるベース点火時期とが対応付けられたトルク毎のマップで構成されていることを特徴とする請求項６に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの制御量演算要素が、前記燃焼遅れ相当の制御パラメータおよび前記内燃機関の機関回転数に基づき、前記基本回転数からの機関回転数の変化による燃焼速度の変化に対して前記内燃機関の点火時期を補正するための補正条件を特定することができる第３のマップを有していることを特徴とする請求項７に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記内燃機関の点火時期を制御するとともに、前記複数の物理量が、前記内燃機関の目標効率を含み、
前記少なくとも１つの制御量演算要素が、前記調停階層で調停された要求値の１つである前記内燃機関の目標効率に対応する前記燃焼遅れ相当の制御パラメータを特定することができる第１のマップと、前記燃焼遅れ相当の制御パラメータおよび前記内燃機関の冷却水温度に基づき、前記内燃機関の冷間での燃焼速度の遅れに対して前記内燃機関の点火時期を補正するための補正条件を特定することができる第４のマップと、を有していることを特徴とする請求項６ないし請求項８のうちいずれか１の請求項に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの制御量演算要素が、前記内燃機関の機関回転数、充填効率相当の吸入空気量および前記目標空燃比に基づいて最適点火時期を特定することができる最適点火時期マップと、基準空燃比として予め定めた空燃比での前記燃焼遅れ相当の制御パラメータに対応する点火時期を特定することができる基準空燃比時点火時期マップと、を有し、
前記機関回転数、前記吸入空気量および前記目標空燃比に基づき、前記最適点火時期マップから前記内燃機関の要求される運転状態における最適点火時期を特定し、該要求される運転状態における最適点火時期と前記エンジンの基準空燃比時の最適点火時期との差分から前記エンジンの前記要求される運転状態における前記目標空燃比に応じた点火時期の補正量を算出し、
前記基準空燃比時点火時期マップと前記点火時期の補正量とに基づいて前記基準空燃比とは異なる空燃比における点火時期を算出することを特徴とする請求項６ないし請求項９のうちいずれか１の請求項に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの制御量演算要素が、前記吸気側可変バルブタイミング機構の最適点作動状態において前記内燃機関が最適点火時期で運転されるときの充填効率相当の吸入空気量を特定することができる最適点火時期空気量マップと、前記吸気側可変バルブタイミング機構の非作動時のバルブタイミングおよび前記最適点火時期空気量マップから得られる前記吸入空気量で前記内燃機関が運転されるときのトルクを特定することができる最適点火時期トルクマップと、を有し、前記最適点火時期トルクマップで特定されるトルクおよび前記吸気側可変バルブタイミング機構の作動量に基づいて、前記吸気側可変バルブタイミング機構の作動によるトルクの増加傾向を抑えるための補正用点火時期を算出することを特徴とする請求項６ないし請求項９のうちいずれか１の請求項に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項１２】
前記燃焼遅れ相当の制御パラメータが、前記内燃機関の気筒内圧力が最大となる筒内圧力ピーククランク角についての、前記内燃機関の出力に最適な基準点からの遅角量として算出されることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のうちいずれか１の請求項に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項１３】
前記燃焼遅れ相当の制御パラメータが、前記内燃機関の気筒内の燃焼中に累積の熱発生量が特定割合に達するクランク角についての、前記内燃機関の出力に最適な基準点からの遅角量として算出されることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のうちいずれか１の請求項に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【請求項１４】
前記燃焼遅れ相当の制御パラメータが、前記内燃機関の気筒内の燃焼による単位クランク角当りの熱発生量が該燃焼中で最大となるクランク角についての、前記基準点からの遅角量として算出されることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のうちいずれか１の請求項に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動ユニットの制御装置に関し、特に、車両駆動ユニットの各種の機能に関する要求を複数のアクチュエータの協調制御によって実現させる車両駆動ユニットの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両駆動ユニットの制御装置として、例えば機械的資源や熱的資源等を発生する発生源と、これらの資源を消費する消費部との間に調整部を設け、発生源の資源供給量と消費部の資源消費量との関係を調整部にて調整するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この装置では、調整部が、発生源と消費部のそれぞれに資源供給量と資源消費量とを問い合せて集約し、各消費部への資源配分を決定した上で発生源での資源発生量と消費部の資源消費量とを決定している。
【０００４】
また、近時の車両搭載電子システムの複雑化に対し、その制御構造を階層化して、階層の最上位に位置する運転者からの要求を階層の最下位に位置する各走行機能アクチュエータへと一方向に伝達するようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５０４１６号公報
【特許文献２】特開平０５−８５２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、発生源の資源供給量と消費部の資源消費量との関係を調整部にて調整するようにした従来の車両駆動ユニットの制御装置にあっては、資源供給量および資源消費量に関する調整部から発生源および消費部への問合せがなされ、その問合せに対し、発生源および消費部から調整部に回答がなされ、その回答に基づく各消費部への資源配分の決定情報が発生源および消費部に通知されることになるため、調整部と発生源および消費部との間の通信回数が多くなってしまい、制御を担うコンピュータ（演算ユニット）に多大な演算負荷がかかってしまうという問題があった。
【０００７】
一方、運転者からの要求を各走行機能アクチュエータ側へと一方向に伝達する従来の車両駆動ユニットの制御装置にあっては、通信回数が少なくなるが、実現できる処理が限定されてしまい、複数の要求に応え得る制御ができないという問題点があった。すなわち、車両駆動ユニットでは、ドライバビリティや燃費等に関する複数の要求が存在し、それらの要求を単に重ね合わせただけの一方向の制御では、各アクチュエータを適切に制御することができず、要求の実現が不十分なものとなっていた。
【０００８】
例えば、車両の制御に最も大きく影響するエンジンのトルクを制御の基準値として要求トルクを実現するようにスロットル開度、点火時期および燃料噴射量を制御するいわゆるトルクデマンド型の出力制御を行う場合に、トルクや効率、空燃比といった物理量から最適なアクチュエータ制御量（点火時期、空気量、噴射量）を算出するには、処理が複雑で、マップ表現が容易でなかったため、要求トルクを実現しながら点火時期、空気量あるいは燃料噴射量を自在に制御することが困難であった。また、冷間時にはそのトルク精度も十分でなかった。
【０００９】
特に、点火時期の制御のように、ベース点火時期設定のために目標トルク［Ｎｍ］の他にエンジン回転数［ｒｐｍ］が要求されるのみならず、排気浄化用触媒装置の暖機のための遅角量や冷間補正のための進角量が要求され、さらには、エンジンの暖機のための燃料増量や可変バルブタイミング機構の作動状態をも考慮した設定が要求され得る制御量の場合には、５次元あるいは６次元といった多次元（多種類）のデータを基にすることになり、マップ表現が困難なために各アクチュエータを適切に制御することができなかった。そのため、各種機能に関する要求を適切に実現できないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の問題を解決すべくなされたもので、制御装置の演算負荷を増大させることなく、車両駆動ユニットの各種機能に関する要求を適切に実現できるようにした車両駆動ユニットの制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この出願の発明者は、車両駆動ユニットの各種機能に関する要求の集約を可能にしつつ演算負荷の軽減を図るために不可欠な解決課題が、各種の要求に対応する多次元の入力データを精度良く低次元の入力要求データに置き換えることの困難さにあるとの観点で、各種の実験を行った。そして、内燃機関の出力に最適な燃焼速度からの燃焼遅れ量と、内燃機関の効率との間に、トルク、空燃比、点火時期、機関回転数および水温等の変化にかかわらず１本のラインで表現可能な強い相関があることを見出し、その燃焼遅れ相当のパラメータを用いてアクチュエータ制御量を決定することで、要求を適切に実現しながら処理を簡素化できるとの考えに到達した。
【００１２】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明に係る車両駆動ユニットの制御装置は、（１）内燃機関を含む車両駆動ユニットの機能に関する要求を前記車両駆動ユニットの動作に関わる複数のアクチュエータの協調制御により実現する車両駆動ユニットの制御装置であって、前記要求に基づいて、前記内燃機関の出力に最適な燃焼速度に対する燃焼遅れ相当の制御パラメータを算出するとともに、該制御パラメータを用いて前記複数のアクチュエータのうち少なくとも１つのアクチュエータの制御量を設定することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、内燃機関の出力に最適な燃焼速度に対する燃焼遅れ相当の制御パラメータを用いることで、多次元の要求データを基にしたアクチュエータ制御量の算出が要求される場合に、複数種類（複数次元）のデータを無次元化した低次元のマップを作成することが可能になり、各種の要求に対応する多次元の入力データを精度良く低次元の入力要求データに変換することができ、制御装置の演算負荷を増大させることなく車両駆動ユニットの各種機能に関する要求を適切に実現できるようになる。なお、ここにいう出力に最適な燃焼速度とは、例えばノッキングを発生させることなく大きなトルクを得ることができる最適点火時期のときの燃焼速度である。
【００１４】
本発明に係る車両駆動ユニットの制御装置は、あるいは、（２）内燃機関を含む車両駆動ユニットの機能に関する要求を前記車両駆動ユニットの動作に関わる複数のアクチュエータの協調制御により実現する車両駆動ユニットの制御装置であって、要求発生階層と、前記要求発生階層より下位に位置付けられる調停階層と、前記調停階層より下位に位置付けられる制御量設定階層とからなり、上位の階層から下位の階層へと一方向に信号が伝達される階層型の制御構造を有し、前記要求発生階層には、前記車両駆動ユニットの各種の機能に関する要求を出力する複数の要求出力要素が設けられ、前記調停階層には、予め定められた分類毎に前記要求発生階層からの要求を予め定められた規則に従って調停する分類毎の調停要素が設けられ、前記分類毎の調停要素が、前記複数の要求出力要素から出力された要求のうち担当する分類の要求を予め設定された複数の物理量のうち該分類に対応するいずれか１つの物理量で表現される要求値に調停するよう構成され、前記制御量設定階層には、前記調停階層にて前記分類毎に調停された前記要求値を相互の関係に基づいて調整する調整部と、前記調整部で調整された調整後の要求値に基づいて前記複数のアクチュエータのそれぞれの制御量を演算する複数の制御量演算要素と、が設けられ、前記複数の制御量演算要素のうち少なくとも１つの制御量演算要素が、前記内燃機関の出力に最適な燃焼速度に対する燃焼遅れ相当の制御パラメータを算出するとともに、該制御パラメータを用いて前記複数のアクチュエータのうち少なくとも１つのアクチュエータの制御量を演算することを特徴とするものである。
【００１５】
この構成により、最上位の要求発生階層から出力された要求は、最下位の制御量設定階層まで一方向に伝達されるので、下位の階層から上位の階層への信号伝達が必要でなく、制御を担うコンピュータの演算負荷を軽減できる。また、各種の要求が調停階層で予め定められた複数の分類に分類されるとともに分類毎に対応する１つの物理量の要求値として調停され、調停された複数の分類の要求値が制御量設定階層に伝達されると、これらの要求値は相互の関係に基づいて調整され、調整済みの要求値に基づいて各アクチュエータの制御量が算出されることから、要求発生階層でどのような要求が発生しても、駆動ユニットの運転に破綻を生じることがないように複数のアクチュエータを協調させることができる。しかも、内燃機関の出力に最適な燃焼速度に対する燃焼遅れ相当の制御パラメータを用いることで、各種の要求に対応する多次元の入力データを精度良く低次元の入力要求データに変換できる。したがって、コンピュータの演算負荷を増加させることなく、各種の機能に関する複数の要求を適切に実現できることになる。
【００１６】
上記（２）に記載の車両駆動ユニットの制御装置においては、（３）前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記内燃機関の点火時期を制御するのが好ましい。
【００１７】
この構成により、多次元の要求データを基にした制御量の算出が要求される点火時期について、目標効率、水温、機関回転数等の多次元のデータを無次元化した低次元のマップを作成することで、各種の要求に対応する多次元の入力データを精度良く低次元の入力要求データに変換することができる。
【００１８】
上記（２）、（３）に記載の車両駆動ユニットの制御装置においては、（４）前記複数の物理量が、前記内燃機関の目標効率を含むのが好ましい。
【００１９】
この構成により、目標効率のみに基づいて筒内圧力ピーククランク角を容易にかつ精度良く算出できる。
【００２０】
上記（４）に記載の車両駆動ユニットの制御装置においては、（５）前記複数の物理量が、さらに前記内燃機関の目標トルクおよび目標空燃比を含むのがより好ましい。
【００２１】
この構成により、駆動ユニットの各種の要求、特に内燃機関の運転に関する各種の要求を適切に集約することができ、スロットル開度、点火時期および燃料噴射量の制御によって精度良く各種要求を実現できる。
【００２２】
上記（２）に記載の車両駆動ユニットの制御装置においては、（６）前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記内燃機関の点火時期を制御するとともに、前記複数の物理量が、前記内燃機関の目標効率、目標トルクおよび目標空燃比を含み、前記少なくとも１つの制御量演算要素が、前記調停階層で調停された要求値の１つである前記内燃機関の目標効率に対応する前記燃焼遅れ相当の制御パラメータを特定することができる第１のマップと、前記燃焼遅れ相当の制御パラメータ、前記目標トルクおよび前記目標空燃比に基づいて前記内燃機関の点火時期を特定することができる第２のマップと、を有しているのが好ましい。
【００２３】
この構成により、燃焼遅れ相当の制御パラメータ、目標トルクおよび目標空燃比に基づいて、演算負荷を抑えながらも、内燃機関の点火時期を適切に算出することができる。
【００２４】
上記（６）に記載の車両駆動ユニットの制御装置においては、（７）前記第２のマップは、前記内燃機関の基本回転数において目標トルクを実現するためのベース点火時期を、前記燃焼遅れ相当の制御パラメータと基本回転数におけるベース点火時期とが対応付けられたトルク毎のマップで構成されているのがよい。
【００２５】
この構成により、基本回転数におけるベース点火時期が精度良く算出できるとともに、これを基に、より精度良く点火時期を設定するための補正が容易に可能となる。
【００２６】
上記（７）に記載の車両駆動ユニットの制御装置においては、（８）前記少なくとも１つの制御量演算要素が、前記燃焼遅れ相当の制御パラメータおよび前記内燃機関の機関回転数に基づき、前記基本回転数からの機関回転数の変化による燃焼速度の変化に対して前記内燃機関の点火時期を補正するための補正条件を特定することができる第３のマップを有しているのが好ましい。
【００２７】
この構成により、基本回転数におけるベース点火時期が精度良く算出できることに加えて、機関回転数の変化に応じた点火時期の補正を精度良く容易に行うことができる。
【００２８】
上記（６）〜（８）に記載の車両駆動ユニットの制御装置においては、（９）前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記内燃機関の点火時期を制御するとともに、前記複数の物理量が、前記内燃機関の目標効率を含み、前記少なくとも１つの制御量演算要素が、前記調停階層で調停された要求値の１つである前記内燃機関の目標効率に対応する前記燃焼遅れ相当の制御パラメータを特定することができる第１のマップと、前記燃焼遅れ相当の制御パラメータおよび前記内燃機関の冷却水温度に基づき、前記内燃機関の冷間での燃焼速度の遅れに対して前記内燃機関の点火時期を補正するための補正条件を特定することができる第４のマップと、を有していることが好ましい。
【００２９】
この構成により、冷間での燃焼速度の遅れに対して内燃機関の点火時期を的確に補正することができ、冷間時のトルク精度を向上させることができる。
【００３０】
上記（６）〜（９）に記載の車両駆動ユニットの制御装置においては、（１０）前記少なくとも１つの制御量演算要素が、前記内燃機関の機関回転数、充填効率相当の吸入空気量および前記目標空燃比に基づいて最適点火時期を特定することができる最適点火時期マップと、基準空燃比として予め定めた空燃比での前記燃焼遅れ相当の制御パラメータに対応する点火時期を特定することができる基準空燃比時点火時期マップと、を有し、前記機関回転数、前記吸入空気量および前記目標空燃比に基づき、前記最適点火時期マップから前記内燃機関の要求される運転状態における最適点火時期を特定し、該要求される運転状態における最適点火時期と前記エンジンの基準空燃比時の最適点火時期との差分から前記エンジンの前記要求される運転状態における前記目標空燃比に応じた点火時期の補正量を算出し、前記基準空燃比時点火時期マップと前記点火時期の補正量とに基づいて前記基準空燃比とは異なる空燃比における点火時期を算出するのが好ましい。
【００３１】
この構成により、要求される運転状態での最適点火時期が最適点火時期マップから特定され、その運転状態での最適点火時期と基準空燃比時の最適点火時期との差分から、要求される運転状態での目標空燃比に応じた点火時期の補正量が算出され、基準空燃比時点火時期マップとその点火時期の補正量とに基づいて、基準空燃比とは異なる空燃比における点火時期が算出される。したがって、基準空燃比とは異なる空燃比となる多くの運転状態におけるマップデータを、最適点火時期マップおよび基準空燃比時点火時期マップによって補うことができ、マップを簡素化できる。なお、ここにいう基準空燃比は、例えば理論空燃比とすることができる。
【００３２】
上記（６）〜（９）に記載の車両駆動ユニットの制御装置は、（１１）前記少なくとも１つの制御量演算要素が、前記吸気側可変バルブタイミング機構の最適点作動状態において前記内燃機関が最適点火時期で運転されるときの充填効率相当の吸入空気量を特定することができる最適点火時期空気量マップと、前記吸気側可変バルブタイミング機構の非作動時のバルブタイミングおよび前記最適点火時期空気量マップから得られる前記吸入空気量で前記内燃機関が運転されるときのトルクを特定することができる最適点火時期トルクマップと、を有し、前記最適点火時期トルクマップで特定されるトルクおよび前記吸気側可変バルブタイミング機構の作動量に基づいて、前記吸気側可変バルブタイミング機構の作動によるトルクの増加傾向を抑えるための補正用点火時期を算出するものであってもよい。
【００３３】
この構成により、吸気側可変バルブタイミング機構の作動時に点火時期の補正だけではトルクが出過ぎてしまうような場合でも、空気量の補正によってトルク要求を適切に実現することが可能になる。
【００３４】
上記（１）〜（１１）に記載の車両駆動ユニットの制御装置においては、（１２）前記燃焼遅れ相当の制御パラメータが、前記内燃機関の気筒内圧力が最大となる筒内圧力ピーククランク角についての、前記内燃機関の出力に最適な基準点からの遅角量として算出されるのが好ましい。
【００３５】
この構成により、燃焼遅れ相当の制御パラメータを、目標効率に対応する最適点火時期の吸入空気量と現在の空理量との比、ならびにマップ情報に基づいて、あるいは、単位クランク角度毎の燃焼圧力の検出情報に基づいて、容易に算出できる。
【００３６】
上記（１）〜（１１）に記載の車両駆動ユニットの制御装置においては、（１３）前記燃焼遅れ相当の制御パラメータが、前記内燃機関の気筒内の燃焼中に累積の熱発生量が特定割合に達するクランク角についての、前記内燃機関の出力に最適な基準点からの遅角量として算出されるのが好ましい。
【００３７】
この場合、燃焼中の累積の熱発生量がその燃焼中の総発生熱量に対し特定割合に達するクランク角は、累積値の算出結果から即座に把握できる。また、特定割合が１／２に近いとき、すなわち燃焼重心あるいは５０％燃焼点といったクランク角かそれに近い場合には、熱発生量の変化が顕著となるから、その検出が容易である。
【００３８】
上記（１）〜（１１）に記載の車両駆動ユニットの制御装置においては、（１４）前記燃焼遅れ相当の制御パラメータが、前記内燃機関の気筒内の燃焼による単位クランク角当りの熱発生量が該燃焼中で最大となるクランク角についての、前記基準点からの遅角量として算出されるのが好ましい。
【００３９】
この場合も、燃焼遅れ相当の制御パラメータを、筒内圧力ピーククランク角の場合と同様に容易に算出できる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、内燃機関の出力に最適な燃焼速度に対する燃焼遅れ相当の制御パラメータを用いることで、多次元の要求データを基にしたアクチュエータ制御量の算出が要求される場合に、複数次元のデータを無次元化した低次元のマップを作成することが可能になり、各種の要求に対応する多次元の入力データを精度良く低次元の入力要求データに変換することができ、制御装置の演算負荷を増大させることなく車両駆動ユニットの各種機能に関する要求を適切に実現できる車両駆動ユニットの制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置の要部である制御量設定階層の概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの概略の全体構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置の概略ブロック構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置におけるトルク要求の調停要素の概略ブロック構成図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置における効率要求の調停要素の概略ブロック構成図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置の制御量設定階層における調整部の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置における効率下限値の設定方法を、縦軸を効率、横軸を空燃比として示す燃焼限界ライングラフであり、（ａ）は、空燃比優先モード時の効率の下限値の設定条件を燃焼限界ラインを用いて示し、（ｂ）は、効率優先モード時の効率の下限値の設定条件を燃焼限界ラインを用いて示している。
【図８】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置における筒内圧力ピーククランク角の算出マップの説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置における点火時期算出マップ、回転補正係数マップおよび水温補正マップにそれぞれ筒内圧力ピーククランク角を用いてマップを低次元のマップに分解できることを示す作用説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置におけるベース点火時期マップを用いた１つの制御量演算要素のベース点火時期算出部分のブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置における回転数補正マップを用いた１つの制御量演算要素の回転数補正処理部分のブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置における冷間補正係数マップを用いた１つの制御量演算要素の冷間補正処理部分のブロック図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置にさらに装備することのできるＭＢＴ点火時期マップを用いる簡易な空燃比補正処理の説明図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置にさらに装備することのできるＶＶＴ最適点でのＭＢＴ空気量マップおよびＶＶＴ最遅角でもＭＢＴトルクマップを用いるＶＶＴ装備時の追加の補正処理の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００４３】
（一実施形態）
図１〜図１２は、本発明の一実施形態に係る車両駆動ユニットの制御装置を示す図であり、自動車に走行駆動ユニットとして搭載されるものを示している。なお、本実施形態における車両駆動ユニットは、内燃機関（以下、エンジンという）、特に燃料と空気の予混合燃焼がなされる火花点火式のエンジンを有するものであり、自動変速機を含むものであってもよい。
【００４４】
まず、その構成について説明する。
【００４５】
本実施形態の車両駆動ユニットの制御装置は、図２に示す車両駆動ユニットとしてのエンジン１を制御するものであり、同図中に示すエンジンＥＣＵ（Electronic control unit；電子制御ユニット）２によって図３に概略ブロック図で示すような構成を実現するものである。なお、図３中においては、この制御装置の各要素をブロックで示し、ブロック間の信号伝達を矢印で示している。
【００４６】
図２示すように、エンジン１は、エアクリーナ１０１を通して吸気管１０２内に空気を吸入するとともに、インジェクタ１０３から噴射される燃料が吸気ポート１１４内で混合される予混合方式のエンジン、例えばガソリンエンジンである。吸気管１０２には電子制御可能なスロットルバルブ１０４が装着されており、各気筒１０５（１つのみ図示している）内には、燃焼室１０６を形成するようピストン１０７が収納され、このピストン１０７はコネクティングロッド１０９を介してクランク軸１０８に連結されている。また、吸気管１０２には、エアーフローメータ１２１と、スロットルポジションセンサ１２２とが装着されている。エンジン１の機関本体１００には、各気筒１０５の燃焼室１０６に対応して点火装置１１５と給排気バルブを含む動弁機構１２０とが装着されており、機関本体１００の各気筒１０５の周囲に冷却水通路１１１が形成されるとともに、その冷却水温度を検出する水温センサ１２３が装着され、クランク軸１０８の回転角度位置を検出するクランクポジションセンサ１２４が設けられている。さらに、機関本体１００の排気ポート１１３からの排気が通る排気管１１４には、上流側および下流側の三元触媒コンバータ１３２、１３４と、各三元触媒コンバータ１３２、１３４の上流側に位置する空燃比センサ１３１、１３３とが、それぞれ装着されている。
【００４７】
エンジンＥＣＵ２は、エアーフローメータ１２１、スロットルポジションセンサ１２２、水温センサ１２３、クランクポジションセンサ１２４、アクセルポジションセンサ１２５、車速センサ１２６および空燃比センサ１３１、１３３等の各種センサ情報に基づいてエンジン１を電子制御するものであり、具体的なハードウェア構成は公知のものと同様であるので図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および不揮発メモリ等のバックアップ用メモリを含み、さらに、Ａ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路と、ドライバやリレースイッチを含む出力インターフェース回路と、他の車載ＥＣＵ、例えば自動変速機を制御するトランスミッション制御ＥＣＵ（以下、Ｔ−ＥＣＵという）との通信インターフェース等を含んで構成されている。
【００４８】
本実施形態においては、エンジンＥＣＵ２は、特に、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、いわゆるマルチタスク処理を実行しながら、車両駆動ユニットの制御装置として、以下に詳述するように、エンジン回転数（機関回転数）ＮＥ、充填効率ＫＬ（シリンダに吸入された空気量／シリンダに吸入可能な空気量）、点火時期、空燃比Ａ／Ｆおよびトルクの相互の関係を前提として、エンジン１の各種の機能に対する要求、特に目標トルク（図示トルク）を実現するよう、エンジン１のスロットル開度、点火時期および燃料噴射量をそれぞれ制御するようになっている。
【００４９】
図３に示すように、エンジンＥＣＵ２により構成される本実施形態の制御装置は、３つの階層からなる階層構造を有し、最上位の要求発生階層１０と、その要求発生階層１０より下位の調停階層２０と、さらにその下位の制御量設定階層３０とを備えている（以下、要求発生階層１０、調停階層２０および制御量設定階層３０の３つの階層を指して、単に階層１０、２０、３０という）。また、最下位の制御量設定階層３０には、異種の複数のアクチュエータ４２、４４、４６が設けられており、目標トルクを実現するスロットル開度、点火時期および燃料噴射量が得られるよう、これらのアクチュエータ４２、４４、４６が協調制御される。
【００５０】
この制御装置の３つの階層１０、２０、３０の間では、信号の流れは一方向であり、最上位の要求発生階層１０からその下位の調停階層２０へ、調停階層２０からその下位の制御量設定階層３０へと信号が伝達されるようになっている。階層１０、２０、３０の間で伝達される信号は、エンジンの機能に関する要求を信号化したもので、最終的にはアクチュエータ４２、４４、４６の制御量に変換される信号である。また、ここにいう要求とは、エンジンの機能（駆動ユニットの機能）に関する要求である。
【００５１】
本実施形態の制御装置には、さらに、３つの階層１０、２０、３０から独立して、これらの階層１０、２０、３０に対し共通の信号を並列に配信することができる共通信号配信系統５０が設けられている。この共通信号配信系統５０により配信される共通信号とは、要求を発生させたり制御量を演算したりする上で必要になる情報を含んだ信号であり、具体的には、図３中に示す共通エンジン情報、例えばエンジンの運転条件や運転状態に関する情報（エンジン回転数、吸入空気量、推定トルク、現在（現時点）の実点火時期、冷却水温度、バルブタイミング、運転モード等）である。また、このような共通信号の情報源５２は、例えばエンジンに設けられた各種センサや制御装置内部の推定機能等で構成される。なお、共通信号配信系統５０から３つの階層１０、２０、３０に対し共通信号を並列に配信可能とすることで、階層１０、２０、３０の間の通信量を削減できるだけでなく、階層１０、２０、３０における配信情報の同時性を確保することができる。
【００５２】
以下、３つの階層１０、２０、３０のそれぞれの構成と処理内容について、上位から階層順に説明すると、最上位の要求発生階層１０には、それぞれエンジンの機能に対応付けられる複数の要求出力要素１２、１４、１６が設けられている。ここにいうエンジンの機能としては、例えばドライバビリティ、排気ガス、燃費、騒音、振動等があげられるが、これらはエンジンに求められる性能ともいうことができる。したがって、エンジンに何を求めるか、あるいは何を優先するかによって、要求発生階層１０に設けられる複数の要求出力要素１２、１４、１６は異なってくるが、本実施形態では、例えばドライバビリティに関する機能に対応して要求出力要素１２が設けられ、排気ガスに関する機能に対応して要求出力要素１４が設けられ、燃費に関する機能に対応して要求出力要素１６が設けられているものとする。
【００５３】
これら複数の要求出力要素１２、１４、１６は、エンジン１の機能毎に分類されることでエンジン１の機能に関する各種の要求を３種類に分類するとともに、その分類毎の要求出力をアクチュエータ４２、４４、４６の動作に係る物理量で数値化して出力するようになっている。
【００５４】
アクチュエータ４２、４４、４６の動作に係る物理量は、例えばトルク、効率および空燃比としている。エンジン１の広義の出力を、トルク、熱、排気ガス（排気ガスの熱と成分）と考えると、これらの出力は、前述のドライバビリティ、排気ガス、燃費といったエンジン１の機能に関連付けることができ、それらの出力を制御するためのパラメータは、トルク、効率および空燃比の３種類の物理量に集約することができるからである。すなわち、これらトルク、効率および空燃比の３種類の物理量を用いてエンジン１の機能に関する各種の要求を表現することで、アクチュエータ４２、４４、４６の制御にその各種の要求を容易に反映させることができる。
【００５５】
図３に示す要求出力要素１２は、ドライバビリティに関する要求を、トルクや効率で表現した要求値にして出力するようになっている。例えば、要求が車両の加速であれば、その要求はトルクで表現できる。また、要求がエンジンストールの防止であれば、その要求は効率のアップ量で表現できる。
【００５６】
要求出力要素１４は、排気ガスに関する要求を、効率や空燃比で表現した要求値にして出力するようになっている。例えば、要求が排気系触媒装置の暖気であれば、その要求は効率のダウン量で表現できるし、空燃比の変化としても表現できる。効率ダウンによれば、排気ガス温度を高めることができ、空燃比の変化によれば、触媒装置が反応し易い排気ガス成分とすることができるからである。
【００５７】
要求出力要素１６は、燃費に関する要求を、効率や空燃比で表現した要求値にして出力するようになっている。例えば、要求が燃焼効率の向上であれば、その要求は効率アップで表現でき、要求がポンピングロスの低減であれば、その要求は空燃比によって表現できる。
【００５８】
要求出力要素１２、１４、１６からの出力は、各物理量毎に１つである必要はなく、各種の機能に対応すべく複数の出力とすることができる（図３参照）。例えば、要求出力要素１２からの出力は、ドライバからの要求トルク（アクセル開度から算出されるトルク）を出力するとき、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control System）、ＴＲＣ（Traction Control System）、ＡＢＳ（Antilock Brake System）、トランスミッション等の車両制御に関係する各種デバイスから要求されるトルクに対応する出力も同時に出力できるようになっている。
【００５９】
しかし、各要求出力要素１２、１４、１６から複数の出力がなされるとき、これらの要求を同時に実現することが困難であったり無理であったりする場合がある。複数の異なるトルク要求（あるいは効率要求や空燃比要求）があったとしても、実現できるのは１つのトルク（あるいは効率や空燃比）だけだからである。
【００６０】
そこで、調停階層２０では、要求発生階層１０の複数の要求出力要素１２、１４、１６からの複数の出力に対して、要求の分類である物理量毎に調停処理が実行されるようになっている。
【００６１】
具体的には、調停階層２０には、物理量毎に、すなわち予め定められた分類毎に、要求発生階層１０からの要求を予め定められた規則に従って調停する分類毎の調停要素２２、２４、２６が設けられている。これら分類毎の調停要素２２、２４、２６は、複数の要求出力要素１２、１４、１６から出力された要求のうち担当する分類の要求を、複数の物理量のうちそれぞれの分類に対応するいずれか１つの物理量で表現される要求値に調停するように構成されている。ここにいう複数の物理量とは、エンジン１の機能に関する各種の要求を表現できる物理量として予め設定された上述の３つの物理量、例えばトルク、効率および空燃比である。また、予め定められた規則とは、例えば最大値の選択、最小値の選択、平均値の算出あるいは重ね合わせ等のように、複数の数値から１つの数値を得るための計算規則であり、そのような複数の計算規則を適宜組み合わせたものであってもよい。
【００６２】
調停要素２２は、トルクで表現された要求値を集約して１つの目標トルクに集約する計算を実行するようになっている。なお、ここにいう目標トルクは、軸出力トルクとエンジンフリクショントルクと補機トルクとを含むが、例えばポンピングロス分を後述する制御により考慮することとし、目標トルクにポンピングロストルクを含まないものとする。
【００６３】
図４に示すように、調停要素２２への要求は、例えばドライバからの要求トルク、補機負荷による損失トルク、フュエルカット前に要求されるトルク、フュエルカットからの復帰時に要求されるトルクである。この場合、調停要素２２は、重ね合わせ要素２２２と最小値選択要素２２４とによって構成されている。なお、図４中では、重ね合わせ要素２２２を「＋」で、最小値選択要素２２４を「ｍｉｎ」で、それぞれ示している。
【００６４】
この場合、重ね合わせ要素２２２においてドライバからの要求トルクに補機負荷による損失トルク分が加算されて重ね合わせ要素２２２からの出力となり、この重ね合わせ出力と、フュエルカット前の要求トルクと、フュエルカットからの復帰時の要求トルクとが、それぞれ最小値選択要素２２４に入力され、最小値選択要素２２４によって３つの入力のうち最小の値が選択され、その最小値が調停要素２２の出力として下位の制御量設定階層３０に伝達される。
【００６５】
調停要素２４は、効率で表現された要求値を集約して１つの目標効率に集約する計算を実行するようになっている。この効率は、基本的には、出したいトルク（目標トルク）と出せるトルク（いわゆるＭＢＴトルク）との比（目標トルク／ＭＢＴトルク）であるが、ＭＢＴ（Minimum Spark Advance for Best Torque；最適点火時期）時の空気量ＫＬｍｂｔと現在の空気量ＫＬの比（ＫＬｍｂｔ／ＫＬ）で表される空気量かさ上げ効率としても把握される。
【００６６】
図５に示すように、調停要素２４への要求は、効率アップ要求、例えば加速トルク確保やエンジンストール防止等のためのドラビリ要求効率と、効率ダウン要求、例えばアイドル安定のためのＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）要求効率、高応答トルク確保のための要求効率および触媒装置の暖機のための要求効率と、より優先度の高い効率ダウン要求、例えばノッキング抑制のためのＫＣＳ（ノックコントロールシステム）要求効率や過渡ノック要求効率等である。
【００６７】
この場合、調停要素２４は、３つの最小値選択回路２４１、２４３、２４４と、２つの最大値選択回路２４２、２４５とによって構成されており、ＫＣＳ要求効率、過渡ノック要求効率およびその他の優先度の高い効率ダウン要求は、それぞれ最小値選択回路２４１に入力される。また、ドラビリ要求効率およびその他の効率アップ要求は、それぞれ最大値選択回路２４２に入力され、ＩＳＣ要求効率、高応答トルク要求効率、触媒暖機要求効率およびその他の効率ダウン要求は、それぞれ最小値選択回路２４３に入力されるようになっている。
【００６８】
さらに、最大値選択回路２４２で選択された効率アップ要求の要求効率の最大値と、最小値選択要素２４３で選択された効率ダウン要求の要求効率の最小値とが、それぞれ最大値選択回路２４４に入力され、これらの入力のうち最大値が最大値選択回路２４４から出力される。そして、最小値選択回路２４１の出力と最大値選択回路２４４の出力とがそれぞれ最小値選択回路２４５に入力され、これらの入力のうちの最小値が、調停要素２４で調停された効率要求値として、最小値選択回路２４５から出力される。
【００６９】
調停要素２６は、空燃比で表現された要求値を集約して１つの空燃比要求値に集約する計算を実行し、１つの空燃比要求値を出力するようになっており、詳細を図示しないが、予め定められた規則に従って計算がなされるように調停要素２２、２４とほぼ同様に複数の計算要素によって構成されている。この調停要素２６に入力される要求は、例えば触媒装置の暖機時における反応し易い空燃比や、ポンピングロスの低減（理論空燃比付近で運転される場合に吸入空気量によりポンピングロスが推移することによる）のために要求される空燃比である。
【００７０】
なお、図４および図５に例示する調停要素２２、２４については、共通信号配信系統５０からの共通信号が示されていないが、各調停要素２２、２４、２６においては、エンジン１の運転条件や運転状態に応じて予め定められた計算規則を変更・調整することができる。ただし、ここでは、最上位の要求発生階層１０からの要求値のみを物理量毎に集約して演算負荷を抑えるものとする。
【００７１】
上述のように調停階層２０の分類毎の調停要素２２、２４、２６によって分類毎に１つの要求値に調停されたトルク要求値、効率要求値および空燃比要求値は、分類毎の調停要素２２、２４、２６から制御量設定階層３０に入力される。そして、この制御量設定階層３０により、調停済みのトルク要求値、効率要求値および空燃比要求値をそれぞれ目標トルク、目標効率および目標空燃比として、複数のアクチュエータ４２、４４、４６の制御量がそれぞれ設定される。
【００７２】
制御量設定階層３０には、１つの調整部３２と、複数の制御量演算要素３４、３６、３８とが設けられており、複数の制御量演算要素３４、３６、３８は、複数のアクチュエータ４２、４４、４６に対応して設けられている。ここで、アクチュエータ４２は、例えばエンジン１のスロットルバルブの開度を制御する電子スロットルバルブのモータであり、アクチュエータ４４は、例えばエンジン１の点火装置による点火時期を制御するイグナイタであり、アクチュエータ４６は、例えば燃料噴射装置であるインジェクタ１０３の燃料噴射量を制御する電磁駆動部である。
【００７３】
調整部３２では、分類毎の調停要素２２、２４、２６から制御量設定階層３０に入力されるトルク要求値、効率要求値および空燃比要求値がそれぞれ参照され、エンジン１が適正運転できるように例えば優先順位を考慮して相互に調整される。ここで、調整部３２は、運転モードに応じて分類毎の要求値の優先順位を変更できるようになっており、その運転モードの情報は、共通信号配信系統５０からの共通信号に含まれる。
【００７４】
具体的には、調整部３２は、例えば図６に例示されるように構成される。
【００７５】
図６において、調整部３２は、効率要求値の上下限を制限する上下限ガード３０２と、後述するトルク効率の上下限を制限する上下限ガード３１４と、空燃比要求値の上下限を制限する上下限ガード３１６とを有している。上下限ガード３０２では、調停要素２４からの効率要求値がエンジン１の適正運転が可能な効率範囲内の値に修正される。また、上下限ガード３１６では、調停要素２６からの空燃比要求値がエンジン１の適正運転が可能な空燃比範囲内の値に修正されるようになっている。
【００７６】
これら２つの上下限ガード３０２、３１６におけるガード値、すなわち上限値および下限値は、いずれも可変で、それら上下限値が相互に連動して変更されるようになっている。
【００７７】
具体的には、上下限ガード３０２の効率上下限値には、運転モードとして効率優先モードが選択されたときの上下限値と、運転モードとして空燃比優先モードが選択されたときの上下限値とのうちいずれかが使用され、上下限ガード３０２の効率上下限値は、選択部３０８からのセット信号に応じて選択される。
【００７８】
選択部３０８は、共通信号に含まれる運転モード情報を取り込み、現在の運転モードが効率優先モードであるときには、全空燃比領域での効率上下限値としてメモリ３０４に記憶されている上下限値を読み出して、上下限ガード３０２の効率上下限値をセットするセット信号を出力するようになっている。
【００７９】
また、選択部３０８は、現在の運転モードが空燃比優先モードであるときには、優先される空燃比においてノッキングおよび失火の回避が可能な効率の上下限値を、エンジン回転数、目標トルク、バルブタイミング等の運転条件を基にマップ３０６から読み出して、上下限ガード３０２の効率上下限値をセットするセット信号を出力する。この場合、マップ３０６には、上下限ガード３１６で適正運転範囲内に修正された空燃比要求値が入力され、この空燃比要求値を基準にして効率の上下限値が決定される。
【００８０】
上下限ガード３１６の空燃比上下限値には、運転モードとして効率優先モードが選択されたときの上下限値と、運転モードとして空燃比優先モードが選択されたときの上下限値とのうちいずれかが使用され、上下限ガード３１６の空燃比上下限値は、選択部３２２からのセット信号に応じて選択される。
【００８１】
選択部３２２は、共通信号に含まれる運転モード情報を取り込み、現在の運転モードが空燃比優先モードであるときには、全効率領域での空燃比の上下限値としてメモリ３１８に記憶されている上下限値を読み出して、上下限ガード３１６の空燃比上下限値をセットするセット信号を出力するようになっている。
【００８２】
また、選択部３２２は、現在の運転モードが効率優先モードであるときには、優先される効率においてノッキングおよび失火の回避が可能な空燃比の上下限値を、エンジン回転数、目標トルク、バルブタイミング等の運転条件を基にマップ３２０から読み出して、上下限ガード３１６の空燃比上下限値をセットするセット信号を出力する。この場合、マップ３２０には、上下限ガード３１４で修正されたトルク比の値が入力され、このトルク比の要求値を基準にして空燃比の上下限値が決定される。
【００８３】
図７（ａ）は、空燃比優先モードが選択される場合のマップ３０６による効率の下限値の設定方法を燃焼限界ラインを用いて示しており、縦軸に効率をとり、横軸に空燃比（Ａ／Ｆ）をとったものである。同図において、燃焼限界ラインより下の領域は、エンジン１の適正な運転ができないＮＧ領域であり、燃焼限界ラインは、エンジン回転数、目標トルク、バルブタイミング等の運転条件により決定される。
【００８４】
運転モードとして空燃比優先モードが選択される場合には、空燃比要求値αが入力されると、図７（ａ）に示すように、燃焼限界ライン上で空燃比要求値αに対応する効率の値が特定され、この効率値が空燃比要求値αの下での下限の効率値として設定される。この場合、上限の効率値は、予め設定された値（例えば１）が用いられる。このようにして設定された効率の上限値および下限値は、選択部３０８によって上下限ガード３０２にセットされる。
【００８５】
図７（ｂ）は、運転モードとして効率優先モードが選択される場合のマップ３２０による空燃比の上下限値の設定方法を燃焼限界ラインを用いて示しており、縦軸に効率をとり、横軸に空燃比（Ａ／Ｆ）をとったものである。
【００８６】
運転モードとして効率優先モードが選択される場合は、効率要求値βが入力されると、図７に示すように、燃焼限界ライン上で効率要求値βに対応する大小２つの空燃比が空燃比の上限値および下限値として特定され、この空燃比が効率要求値βの下での空燃比の上限値および下限値として設定される。このようにして設定された効率の上限値および下限値は、選択部３２２によって上下限ガード３１６にセットされる。
【００８７】
調整部３２では、さらに、調停階層２０から入力される要求値と、共通信号配信系統５０から配信される共通信号とに基づいて、新しい信号を生成することもできるようになっている。
【００８８】
例えば、図６に示すように、調停階層２０で調停されたトルク要求値と、共通信号（共通エンジン情報）に含まれる推定トルクとの比が、演算要素３１２によって演算される。ここにいう推定トルクとは、現在の吸入空気量および空燃比の下で点火時期をＭＢＴとした場合に出力されると推定されるトルクである。演算要素３１２で除算されたトルク要求値と推定トルクとの比を、以下、トルク効率ともいう。
【００８９】
演算要素３１２から出力されるトルク効率の値は、上下限ガード３１４によってその上限値および下限値を制限される。この上下限ガード３１４のガード値となる上限値および下限値は、選択部３０８によって上下限ガード３０２の場合と同様にセットされる。
【００９０】
調整部３２の調整出力は、図３および図６に示すように、制御量演算要素３４、３６、３８に入力される。
【００９１】
図１および図６に示すように、制御量演算要素３４は、調停要素２２からのトルク要求値のままで調整部３２から出力されるトルク要求値に対応するＭＢＴ時の空気量を空気量算出マップ３４１により算出するとともに、上下限ガード３０２による修正後の効率要求値（＜１）である目標効率をＭＢＴ時の空気量ＫＬｍｂｔと現在の空気量ＫＬの比（ＫＬｍｂｔ／ＫＬ）で表される空気量かさ上げ効率として把握し、空気量算出マップ３４１により算出した空気量をこの空気量かさ上げ効率で除算したかさ上げ空気量を演算要素３４３により算出し、エンジン回転数毎に空気量からスロットル開度への変換が可能な変換マップからなる変換処理部３４２にて、かさ上げ空気量からスロットル開度への変換を行って、スロットル開度の制御量を設定するようになっている。なお、ここで、トルク要求値に対応するＭＢＴ時の空気量を空気量算出マップ３４１により算出するのは、目標効率の１次元を無次元化して、マップを低次元（ここでは３次元）にするためである。
【００９２】
制御量演算要素３６は、主たる信号として上下限ガード３１４で修正されたトルク効率値を目標効率として入力し、併せて、調停要素２２からのトルク要求値のまま調整部３２から出力されるトルク要求値と上下限ガード３１６で修正された修正空燃比要求値とを参照信号として入力する。
【００９３】
この制御量演算要素３６は、目標効率を一旦例えばＭＢＴ時の空気量ＫＬｍｂｔと現在の空気量ＫＬの比（以下、効率ＫＬｍｂｔ／ＫＬともいう）として把握し、この効率ＫＬｍｂｔ／ＫＬを基にＣＡｐｍｘ算出マップ３６１（第１のマップ）を参照して、筒内圧力ピーククランク角（気筒内圧力が最大となる時点のクランク回転角）ＣＡｐｍｘを算出する。この筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘは、外乱による燃焼速度の遅れによって最適点（エンジンの出力に最適な燃焼速度）であるＭＢＴ時の筒内圧力ピーククランク角値から遅角側に変化するので、その遅角量は燃焼遅れに相当するパラメータと考えることができる。
【００９４】
図８（ａ）は、その遅角量相当の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘ（燃焼遅れ相当の制御パラメータ）と効率ＫＫＬとの間の関係を、トルク、空燃比、点火時期、エンジン回転数および水温を変化させて測定した実験結果をプロットしたもので、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘと効率の間に１本のラインで表現可能な強い相関があることを示している。なお、図８（ａ）中の縦軸は、ＭＢＴ時の筒内圧力ピーククランク角値をゼロとしてその値からの遅角量相当の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘ［°ＣＡ］を示しており、横軸の効率ＫＫＬは、目標トルクとＭＢＴ時トルクの比（目標トルク／ＭＢＴ時のトルク）もしくはＭＢＴ時の空気量ＫＬｍｂｔと現在の空気量ＫＬの比（ＫＬｍｂｔ／ＫＬ）で表される。
【００９５】
この図８（ａ）に示すように、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘは、トルク効率あるいは効率ＫＬｍｂｔ／ＫＬが小さいほど大きく、トルク効率あるいは効率ＫＬｍｂｔ／ＫＬが大きいほど小さい値になる。
【００９６】
また、図８（ａ）に示す筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘと効率ＫＫＬの間の関係は、エンジン１の各気筒において筒内圧力がピークに達する時点に至る程度に燃焼が進むより前の燃焼行程の前半側期間においては、トルク、空燃比、点火時期、エンジン回転数および水温等についての補正や外乱の影響が燃焼速度（筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘのＭＢＴ時からの遅角量）に大きく影響するのに対して、筒内圧力がピークに達するか筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘに達する程度に燃焼が進み、既に主燃焼に移行した段階においては、トルク、空燃比、点火時期、エンジン回転数および水温等についての補正や外乱の影響が燃焼速度に対しほとんど影響しなくなることを意味する。そして、この実験結果から、目標効率のデータ値に基づいて、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘ（ＭＢＴ時の値からの遅角量；以下、同様）を特定することができる１次元のマップが作成できることがわかる（図８（ｂ）参照）。なお、ここでのマップの次元数は、基にするデータの種類の数に対応するものとする。
【００９７】
制御量演算要素３６は、また、図９（ａ）および図１０に示すように、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘ、目標トルクおよび目標Ａ／Ｆ（空燃比）の値を基にエンジン１の基本回転数におけるベース点火時期を設定することできる３次元のベース点火時期マップ３６２（第２のマップ）を有し、このベース点火時期マップ３６２により基本回転数におけるベース点火時期ＡＯＰｂｓｅを算出するようになっている。
【００９８】
ベース点火時期マップ３６２は、エンジン１の基本回転数における目標トルクＴＱＴを実現するためのベース点火時期ＡＯＰｂｓｅを、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘとベース点火時期ＡＯＰｂｓｅとがトルク毎に対応付けられたマップであり、トルク毎のマップデータは異なる複数の空燃比ｒ１、ｒ２、ｒ３でのベース点火時期ＡＯＰｂｓｅを特定できるようになっている。
【００９９】
また、制御量演算要素３６は、調整部３２での調整後の要求値である目標効率に基づいて、ＣＡｐｍｘ算出マップ３６１によりエンジン１の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘを算出するとともに、その筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘに基づいて、複数のうち少なくとも１つのアクチュエータ、例えば点火時期を制御するイグナイタ等のアクチュエータ４４の制御量を設定するようになっている。
【０１００】
このように、制御量演算要素３６では、多機能のエンジン１において、５次元かそれ以上の多次元（多種類）のデータを基にすることになってマップ表現が困難になる点火時期について、ＭＢＴ時の値を基準点とする遅角量相当の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘを１次元のデータとして追加することで、図９（ａ）に示すように、例えば目標効率、水温およびエンジン回転数をそれぞれ無次元化した３次元のベース点火時期マップ３６２を使用できるようにしている。
【０１０１】
さらに、図９（ｂ）および図１１に示すように、制御量演算要素３６は、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘおよびエンジン回転数（エンジン回転速度）に基づき、予め定めた基本回転数からの変化による燃焼速度変化に対してエンジン１の点火時期を補正するための回転補正係数（補正条件）を特定することができる回転補正係数マップ３６３（第３のマップ）を備えるとともに、図９（ｃ）および図１２に示すように、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘおよびエンジン１の冷却水温度に基づき、そのエンジン１の冷間での燃焼速度の遅れに対してエンジン１の点火時期を補正するための冷間補正係数（補正条件）を特定することができる冷間補正係数マップ３６４（第４のマップ）を有している。
【０１０２】
具体的には、図１１に示すように、制御量演算要素３６は、エンジン回転数ＮＥおよび筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘを基に回転補正係数マップ３６３（第３のマップ）を参照して回転数補正係数Ｋｎｅを算出し、エンジン回転数ＮＥの基本回転数からの変化（例えばマップ中の基本回転数ｎ１からエンジン回転数ｎ２（＞ｎ１）への回転速度上昇）による燃焼速度変化に対してエンジン１の点火時期を補正するための補正条件を特定することができる。この回転補正は、専らエンジン回転数ＮＥの上昇によって吸入空気の乱れが増加し、エンジン１のトルク、空燃比および点火時期に関係なくエンジン回転数ＮＥに応じて燃焼速度が速くなる現象に対して、その影響を考慮した点火時期制御を行うための補正である。
【０１０３】
回転補正係数マップ３６３は、任意のエンジン回転数ＮＥにおける点火時期から筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘまでの筒内圧上昇期間と、基準回転数における筒内圧上昇期間との比である回転補正係数Ｋｎｅ（回転補正係数Ｋｎｅ（倍）＝任意のエンジン回転数での筒内圧上昇期間／基準回転数での筒内圧上昇期間）を縦軸とし、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘ（ＭＢＴ時相当の値（例えば１０°ＣＡ）を基準とする遅角量）を横軸として、異なる回転数についてその回転補正係数Ｋｎｅと筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘを対応付けたマップで、予めの試験によって計測されたデータに基づいて作成されている。したがって、この回転補正係数マップ３６３により、エンジン回転数ＮＥおよび筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘの入力値に基づいて、回転補正係数Ｋｎｅが算出できる。
【０１０４】
また、この回転補正係数マップ３６３に入力されるＣＡｐｍｘ算出マップ３６１からの筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘは、演算要素３６５によって、固定値ａ（例えば筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘのＭＢＴ時相当値）と合算されてＴＤＣ基準の値にされるとともに、ベース点火時期マップ３６２からのベース点火時期ＡＯＰｂｓｅ（ＴＤＣ基準）と合算され、ベース点火時期から筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘまでの回転角度［ＣＡ°］が算出される。そして、この回転角度がＣＡ／時間変換回路３６６によって回転時間に変換され、演算要素３６７により回転補正係数Ｋｎｅと掛け合わされた後、時間／ＣＡ変換回路３６８によって再び回転角度に変換され、この回転速度が演算要素３６９によって固定値ａを減算されてＭＢＴ時相当値基準のクランク角にされるとともに、現在の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘとの差分［°ＣＡ］が算出される。これにより、要求点火時期ＡＯＰｎｅが回転補正済みの点火時期として演算要素３６９から出力される。
【０１０５】
冷間補正係数マップ３６４による冷間補正は、圧縮端温度等の低下により生じる燃焼速度の遅れを考慮して目標トルクが得られるよう点火時期を進角補正するものである。
【０１０６】
図１２に示すように、冷間補正係数マップ３６４は、完全暖気時の点火時期から筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘまでのクランク回転期間［°ＣＡ］に対する水温０［°Ｃ］時の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘ［°ＣＡ］の割合を冷間補正係数Ｋｃｌｄとして縦軸にとり、現在の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘ［°ＣＡ］に対応するＭＢＴ時相当時点からの遅れ時間である筒内圧ピーク時間ＴＣＡｐｍｘ［ｍｓｅｃ］を横軸にとったもので、筒内圧ピーク時間ＴＣＡｐｍｘが入力されるとそれに対応する値の冷間補正係数Ｋｃｌｄを特定することができる。なお、筒内圧ピーク時間ＴＣＡｐｍｘは、共通信号の一部として入力されるクランク回転速度の情報とＣＡｐｍｘ算出マップ３６１からの筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘとから算出できる。
【０１０７】
一方、演算要素３６９から出力される回転補正済みの要求点火時期ＡＯＰｎｅ、現在の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘおよび固定値ａは、演算要素３７１により合算される。そして、その合算値が、完全暖気時の点火時期から筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘまでのクランク回転期間として演算要素３７２に入力される。この演算要素３７２では、冷間補正係数マップ３６４からの冷間補正係数Ｋｃｌｄの値とが掛け合わされて、水温０［°Ｃ］時の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘが算出され、その算出値と現在の冷却水温［°Ｃ］を基に、１次補間演算要素３７３により、水温０［°Ｃ］時の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘと例えば水温１００［°Ｃ］に対応する０°ＣＡ付近の或るクランク角とを結ぶ直線を用いる補間処理がなされ、現在水温（任意水温）時における目標の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘが算出されるようになっている。
【０１０８】
さらに、現在水温時における目標の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘと、目標トルクＴＱＴ、目標空燃比ＡＦＴおよび実エンジン回転数ＮＥとが、それぞれ点火時期算出回路３７４に入力され、この点火時期算出回路３７４において、上述と同様にベース点火時期マップ３６２を基に基本回転数におけるベース点火時期ＡＯＰｂｓｅが算出されるとともに、実エンジン回転数ＮＥと現在水温時における目標の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘとに基づいて回転補正係数マップ３６３が参照されて、回転補正済みの目標点火時期が算出される。そして、点火時期算出回路３７４から出力される回転補正済みの目標点火時期と水温を考慮せずに算出された演算要素３６９からの回転補正済みの要求点火時期ＡＯＰｎｅとの差分が演算要素３７５により算出され、その差分を冷間補正進角量として、演算要素３７７により冷間補正進角量が演算要素３６９からの回転補正済みの要求点火時期ＡＯＰｎｅに加算されて、冷間補正済みの点火時期ＡＯＰｃｌｄが算出される。
【０１０９】
もう１つの制御量演算要素３８は、調整部３２で複数の要求空燃比から１つに集約された目標空燃比を燃料噴射量に変換する噴射量変換処理を実行するようになっており、例えば図１に示すように、理論空燃比（図中ではストイキＡ／Ｆと記す）に対する目標空燃比の比（例えば、１４．５／目標空燃比）を演算要素３８１で算出し、この算出値を燃料噴射量の増量係数として出力するようになっている。
【０１１０】
次に、その作用について説明する。
【０１１１】
上述のように構成された本実施形態の車両駆動ユニットの制御装置においては、エンジン１の目標トルク（図示トルク）等の各種の機能に対する要求を実現するため、エンジン１のスロットル開度、点火時期および燃料噴射量を制御する複数のアクチュエータ４２、４４、４６が協調制御される。
【０１１２】
これら複数のアクチュエータ４２、４４、４６の制御量を設定するときには、燃焼筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘをパラメータとして用いているので、多次元の要求データを基にしたアクチュエータ制御量の算出が要求されるものの、各種の要求に対応する多次元の入力データを精度良く低次元の入力要求データに変換することができる変換マップを、複数次元のデータを無次元化した複数の低次元のマップ、例えば３次元のベース点火時期マップ３６２と、これとは別に管理可能な２次元の回転補正係数マップ３６３および２次元の冷間補正係数マップ３６４とに分解することができ、エンジンＥＣＵ２における演算負荷を軽減できることになる。
【０１１３】
また、本実施形態では、最上位の要求発生階層１０から出力された要求が、最下位の制御量設定階層３０まで一方向に伝達されるので、下位側から上位側への階層間の信号伝達が必要でなくなり、制御を担うエンジンＥＣＵ２の演算負荷を軽減することができる。
【０１１４】
一方、最上位の要求発生階層１０から出力される各種の要求は調停階層２０で予め定められた複数の分類、例えばトルク、効率および空燃比（Ａ／Ｆ）に分類されるとともに、その分類毎に対応する１つの物理量の要求値として調停され、調停された複数の分類の要求値が制御量設定階層３０に伝達されると、これらの要求値は、調整部３２で相互の関係に基づいて調整され、調整済みの要求値に基づいて各アクチュエータ４２、４４、４６の制御量が算出される。したがって、要求発生階層１０にてどのような要求が発生しても、車両駆動ユニットの運転に破綻を生じることがないように複数のアクチュエータ４２、４４、４６を適切に協調させることができ、コンピュータの演算負荷を増加させることなく、各種の機能に関する複数の要求を適切に実現できることになる。
【０１１５】
また、点火装置を構成する少なくとも１つのアクチュエータ４４が、エンジン１の点火時期を制御するので、多次元の要求データを基にした制御量の算出が要求される点火時期について、目標効率、水温、エンジン回転数等の多次元のデータを無次元化した低次元のベース点火時期マップ３６２を作成することで、各種の要求に対応する多次元の入力データを精度良く低次元の入力要求データに変換することができるとともに、水温やエンジン回転数を別に管理することで、冷間補正や回転数補正が容易に可能となる。
【０１１６】
さらに、複数の物理量が、エンジン１の目標効率、目標トルクおよび目標空燃比を含むので、目標効率のみに基づいて筒内圧力ピーククランク角を容易にかつ精度良く算出できることに加えて、車両駆動ユニットの各種の要求、特にエンジン１の運転に関する各種の要求を適切に集約することができ、スロットル開度、点火時期および燃料噴射量の制御によって精度良く各種要求を実現できることになる。
【０１１７】
併せて、本実施形態においては、少なくとも１つの制御量演算要素３６が、調停階層２０で調停された要求値の１つである目標効率に対応する筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘを特定することができるＣＡｐｍｘ算出マップ３６１（第１のマップ）と、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘ、目標トルクＴＱＴおよび目標空燃比ＡＦＴに基づいてエンジン１のベース点火時期ＡＯＰｂｓｅを特定することができるベース点火時期マップ３６２（第２のマップ）とを有しているので、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘ、目標トルクＴＱＴおよび目標空燃比ＡＦＴに基づいて、演算負荷を抑えながらも、エンジン１の点火時期を適切に算出することができる。
【０１１８】
また、ベース点火時期マップ３６２は、エンジン１の基本回転数において目標トルクＴＱＴを実現するためのベース点火時期ＡＯＰｂｓｅを、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘと基本回転数におけるベース点火時期ＡＯＰｂｓｅとが対応付けられたトルク毎のマップで構成されているので、基本回転数におけるベース点火時期ＡＯＰｂｓｅが精度良く算出できるとともに、これを基に、より精度良く点火時期を設定するための補正が容易にできることとなる。
【０１１９】
さらに、制御量演算要素３６が、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘおよびエンジン１の機関回転数に基づき、基本回転数からの機関回転数の変化による燃焼速度の変化に対して点火時期を補正するための補正条件を特定することができる回転補正係数マップ３６３（第３のマップ）を有しているので、基本回転数におけるベース点火時期ＡＯＰｂｓｅが精度良く算出できることに加えて、機関回転数の変化に応じた点火時期の補正を精度良く、しかも容易に行うことができる。
【０１２０】
加えて、制御量演算要素３６が、筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘおよびエンジン１の冷却水温度に基づき、エンジン１の冷間での燃焼速度の遅れに対して点火時期を補正するための冷間補正進角量（補正条件）を特定することができる冷間補正係数マップ３６４（第４のマップ）を併有していることから、冷間での燃焼速度の遅れに対してエンジン１の点火時期を的確に補正することができ、冷間時のトルク制御の精度を向上させることができる。
【０１２１】
このように、本実施形態の車両駆動ユニットの制御装置においては、基準点からの遅角量に対応する筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘをパラメータとして用いることで、多次元の要求データを基にしたアクチュエータ制御量の算出が要求されるにもかかわらず、複数次元のデータを無次元化した低次元のマップ３６２、３６３、３６４を作成することが可能になり、各種の要求に対応する多次元の入力データを精度良く低次元の入力要求データに変換することができ、エンジンＥＣＵ２のＣＰＵ演算負荷を増大させることなく車両駆動ユニットの各種機能に関する要求を適切に実現できるものである。
【０１２２】
なお、上述の第１の実施形態のベース点火時期マップ３６２においては、異なる複数の空燃比でのベース点火時期ＡＯＰｂｓｅを特定できるように、トルク毎のマップデータが、異なる複数の空燃比について一定範囲内の筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘに対しベース点火時期ＡＯＰｂｓｅを特定することのできるマップデータを含んでいたが、複数の空燃比についてのマップデータに代えて、基準となる空燃比について筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘとベース点火時期ＡＯＰｂｓｅとを対応付けたマップデータを用い、目標空燃比（任意のＡ／Ｆ）時の最適点火時期とストイキ（理論空燃比）時の最適点火時期との差を空燃比違いによる点火時期補正量として、ストイキ時のマップ値にその点火時期補正量を加えることで、空燃比違いの点火時期を表現するようにすることもできる。
【０１２３】
すなわち、点火時期［°ＢＴＤＣ］と筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘとを対応付けるマップは図１０に示したように直線的になり、空燃比違いによるその直線の傾きの変化も小さいので、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、ＭＢＴ点火時期をエンジン回転数ＮＥ、充填効率相当の空気量ＫＬ［％］および空燃比（Ａ／Ｆ）で特定することができるよう予めの実験や計算により対応付けのためのデータを揃えたＭＢＴ点火時期マップ３７８と、基準空燃比として予め定めた空燃比、例えば理論空燃比１４．５での筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘに対応する点火時期を特定することができる基準空燃比時点火時期マップ３７９とを準備し、ＭＢＴ点火時期マップ３７８から目標空燃比時のＭＢＴ点火時期とストイキ時のＭＢＴ点火時期との差を空燃比違いによる点火時期補正量として算出して、図１３（ｂ）に示すように、理論空燃比（ストイキ）時のマップ値にその点火時期補正量を加えることで、空燃比違いの点火時期を表現することもできる。
【０１２４】
この場合、制御量演算要素３６は、エンジン１のエンジン回転数ＮＥ、充填効率相当の吸入空気量ＫＬおよび目標空燃比ＡＦＴに基づいてＭＢＴ点火時期（最適点火時期）を特定することができるＭＢＴ点火時期マップ３７８と、基準空燃比として予め定めた空燃比（例えば理論空燃比）での筒内圧力ピーククランク角ＣＡｐｍｘに対応する点火時期を特定することができる基準空燃比時点火時期マップ３７９とを有し、エンジン回転数ＮＥ、吸入空気量ＫＬおよび目標空燃比ＡＦＴに基づき、ＭＢＴ点火時期マップ３７８からエンジン１の要求される運転状態におけるＭＢＴ点火時期を特定し、その要求される運転状態におけるＭＢＴ点火時期とエンジンの基準空燃比時のＭＢＴ点火時期との差分からエンジン１の要求される運転状態における目標空燃比ＡＦＴに応じた点火時期の補正量を算出して、１本のライン出示され得る基準空燃比時点火時期マップ３７９と、前記点火時期の補正量とに基づいて基準空燃比とは異なる空燃比における点火時期を算出する。
【０１２５】
したがって、基準空燃比とは異なる空燃比となる多くの運転状態におけるマップデータを、ＭＢＴ点火時期マップおよび基準空燃比時点火時期マップによって補うことができ、マップを簡素化できる。
【０１２６】
また、エンジン１が吸気バルブのバルブタイミングを非作動時の最遅角位置から進角側の制御範囲内で可変制御する吸気側可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴという）を備えている場合、そのＶＶＴの作動時には、ポンピングロス低減、圧縮端圧力の増加、冷却損失低減等によってトルクが増大する傾向となり、上述したような点火時期の補正だけではトルクが出過ぎてしまう可能性があるので、空気量も補正する必要がある。また、吸気側のＶＶＴの作動時の内部ＥＧＲによる燃焼遅れに対し、点火時期と空気量を操作することで、トルクを回復させることができる。
【０１２７】
そこで、図１４に示すように、ＶＶＴの最適作動点でのＭＢＴ時の空理量ＫＬ＠ＭＢＴ［％］と目標トルク［Ｎｍ］とを対応付けたＭＢＴ空気量マップ３９１を設け、要求トルク、要求空燃比およびエンジン回転数の入力値に応じて、このＭＢＴ空気量マップ３９１から目標空気量ＫＬを算出し、エンジン回転数毎に空気量ＫＬからスロットル開度への変換が可能なマップを有する変換処理部３９２によりスロットル開度を算出して、この算出値を制御量演算要素３４で算出されるスロットル開度に反映させる補正処理を実行する。また、その補正後のスロットル開度から空気量に変換する変換マップを有する変換処理部３９３により実空気量ｋｌａｃｔを算出し、この実空気量ｋｌａｃｔ、要求空燃比およびエンジン回転数ＮＥに基づき、吸気側のＶＶＴが非作動の状態（ＶＶＴが最遅角位置で停止している状態）でのトルク［Ｎｍ］とＭＢＴ空気量ＫＬ＠ＭＢＴとを対応付けたＭＢＴトルクマップ３９５を用いてＶＶＴ最遅角時の要求トルクを算出し、その要求トルク値を基に点火時期を算出する公知の点火時期算出回路３９６の出力と、公知のＶＶＴ点火時期補正進角量算出回路３９７により独立して算出される補正進角量とを演算要素３９８により加え合わせて、点火時期を算出し、この点火時期を冷間補正済みの点火時期ＡＯＰｃｌｄに反映させる補正処理を実行するようにしてもよい。
【０１２８】
この場合、制御量演算要素３６は、吸気側のＶＶＴの最適点作動状態においてエンジン１がＭＢＴ点火時期で運転されるときの充填効率相当の吸入空気量ＫＬを特定することができるＭＢＴ空気量マップ３９１と、吸気側のＶＶＴの非作動時（最遅角時）のバルブタイミングおよびＭＢＴ空気量マップから得られる吸入空気量ＫＬでエンジン１が運転されるときのトルク（ＶＶＴ最遅角時トルク）を特定することができるＭＢＴトルクマップ３９５とを有し、ＭＢＴトルクマップ３９５で特定されるトルクおよび吸気側のＶＶＴの作動量に基づいて、吸気側のＶＶＴＡの作動によるトルクの増加傾向を抑えるための補正用点火時期を算出する。
【０１２９】
したがって、吸気側のＶＶＴの作動時に点火時期の補正だけではトルクが出過ぎてしまうような場合でも、空気量ＫＬの補正によってトルク要求を適切に実現することが可能になる。すなわち、ＭＢＴ空気量はＶＶＴ最適点で管理し、補正用の点火時期算出のためのＭＢＴトルクマップはＶＶＴ非作動時の停止位置（最遅角位置）で管理することにより、上述の一実施形態の制御を実行する際に、ＶＶＴ作動時のポンピングロスの低減、圧縮端圧力の増加、冷却損失低減等によるトルク制御上のエラーの発生を解消することができ、ＶＶＴを搭載したエンジンにおいてトルクの出過ぎを有効に防止することができる。
【０１３０】
なお、上述の一実施形態においては、内燃機関の出力に最適な燃焼速度に対する燃焼遅れ相当の制御パラメータを、筒内圧力ピーククランク角についての内燃機関の出力に最適な基準点からの遅角量として算出するものとしていたが、この燃焼遅れ相当の制御パラメータは、内燃機関の気筒内の燃焼中における累積の熱発生量（累積のエネルギ発生量）［ｋＪ］がその燃焼中の総発生熱量に対し特定割合［％］に達するクランク角についての、内燃機関の出力に最適な基準点からの遅角量として算出されるもの、例えば燃焼重心あるいは５０％燃焼点についての、内燃機関の出力に最適な基準点からの遅角量であってもよいし、内燃機関の気筒内の燃焼による単位クランク角当りの熱発生量［ｋＪ／ｄｅｇ］がその燃焼中で最大となるクランク角、すなわち最大熱発生率点についての、前記基準点からの遅角量として算出されるものであってもよい。さらに、燃焼室内の圧力を検出する筒内圧センサの検出情報に基づいて筒内圧力ピーククランク角を特定することもできるし、その圧力変化量とモータリングによる圧力変化等を考慮して単位クランク角毎の熱発生量やエネルギ発生量を算出することも考えられる。
【０１３１】
燃焼遅れ相当の制御パラメータが、燃焼中に累積の熱発生量が特定割合に達するクランク角についての基準点からの遅角量として算出される場合は、累積値の算出結果から即座にそのクランク角が把握できる。加えて、特定割合が１／２に近いとき、すなわち燃焼重心あるいは５０％燃焼点といったクランク角かそれに近い場合には、熱発生量の変化が顕著となるときに検出を行うことになるから、その検出が容易である。
【０１３２】
さらに、燃焼遅れ相当の制御パラメータが、単位クランク角当りの熱発生量が燃焼中で最大となるクランク角についての基準点からの遅角量として算出される場合も、燃焼遅れ相当の制御パラメータを、筒内圧力ピーククランク角の場合と同様に容易に算出できる。
勿論、燃焼遅れ相当の制御パラメータは、上述の制御パレメータ以外のものであってもよく、出力に最適な燃焼速度に対する燃焼の遅れに応じて変化するパラメータであれば、特に限定されるものではない。
【０１３３】
以上説明したように、本発明に係る車両駆動ユニットの制御装置は、クランク角に対する燃焼圧力や熱発生量の推移を出力に最適な燃焼速度からの燃焼遅れ相当の制御パラメータとして数値化し、その制御パラメータを用いてアクチュエータの制御量を算出するようにしているので、多次元の要求データを基にしたアクチュエータ制御量の算出が要求される場合でも、複数次元のデータを無次元化した低次元のマップを用い、各種の要求に対応する多次元の入力データを精度良く低次元の入力要求データに変換することができ、制御装置の演算負荷を増大させることなく車両駆動ユニットの各種機能に関する要求を適切に実現できる車両駆動ユニットの制御装置を提供することができるという効果を奏するものであり、車両駆動ユニットの各種の機能に関する要求を複数のアクチュエータの協調制御によって実現させる車両駆動ユニットの制御装置全般に有用である。
【符号の説明】
【０１３４】
１  エンジン（内燃機関）
２  エンジンＥＣＵ（電子制御ユニット；車両駆動ユニットの制御装置）
１０  要求発生階層
１２、１４、１６  要求出力要素
２０  調停階層
２２、２４、２６  調停要素
３０  制御量設定階層
３２  調整部
３４  制御量演算要素（複数の制御量演算要素）
３６  制御量演算要素（複数の制御量演算要素、少なくとも１つの制御量演算要素）
３８  制御量演算要素（複数の制御量演算要素）
４２  アクチュエータ（複数のアクチュエータ）
４４  アクチュエータ（複数のアクチュエータ、少なくとも１つのアクチュエータ）
４６  アクチュエータ（複数のアクチュエータ）
５０  共通信号配信系統（共通エンジン情報配信系統）
５２  情報源
１００  機関本体
１０２  吸気管
１０３  インジェクタ
１０６  燃焼室
１０８  クランク軸
１１１  冷却水通路
１１３  排気ポート
１１５  点火装置
１２１  エアーフローメータ
１２２  スロットルポジションセンサ
１２３  水温センサ
１２４  クランクポジションセンサ
１２５  アクセルポジションセンサ
１２６  車速センサ
３４１  空気量算出マップ
３４２  変換処理部
３６１  ＣＡｐｍｘ算出マップ（筒内圧力ピーク算出マップ；第１のマップ）
３６２  ベース点火時期マップ（第２のマップ）
３６３  回転補正係数マップ（第３のマップ）
３６４  冷間補正係数マップ（第４のマップ）
３７８  ＭＢＴ点火時期マップ
３７９  基準空燃比時点火時期マップ
３９１  ＭＢＴ空気量マップ
３９５  ＭＢＴトルクマップ（ＶＶＴ最遅角時のＭＢＴトルクマップ）
【図１】
2010190196.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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